JP6880395B2 - 射出成形体の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形体の製造方法に関する。

自動車のロアグリルには、特許文献１に示すように、平行に延びる複数の板部と、これらを互いに連結する枠部を備える構成のものがある。このようなロアグリルは、射出成形によって形成される場合がある。

射出成形は、所望の射出成形体と同形状のキャビティを有する分割金型のキャビティ内に溶融状態の樹脂を充填した後に樹脂を固化させることによって行われる。キャビティには、射出成形体の板部に対応する板部キャビティが設けられ、樹脂は、通常、板部キャビティの長手方向に沿って、板部キャビティの両端側から中央に向かって流されて板部キャビティ内が樹脂で充填される。

特開２０１６−０３０５２２号公報

樹脂が板部キャビティ内に充填されるにつれて、板部キャビティ内のガスは、通常、分割金型のパーティングラインを通じて排出されるが、樹脂の流れ方によってはガスが適切に排出されず、板部キャビティの両端側からの樹脂によってガスが挟まれて板部キャビティ内に残留する（ガス残りが発生する）場合がある。ガス残りが発生する、ガスが圧縮されて高温になることによって樹脂が変質したり、ガスの跡が射出成形体に形成されたりするといった外観品質の不良が発生しやすくなる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ガス残りの発生を抑制して射出成形体の外観品質を向上させることができる射出成形体の製造方法を提供するものである。

本発明によれば、平行に延びる複数の板部と、これらを互いに連結させる枠部を備える射出成形体の製造方法であって、前記射出成形体は、パーティングラインによって分割される一対の分割金型内のキャビティに溶融状態の樹脂を充填した後に前記樹脂を固化させることによって形成され、前記キャビティは、前記板部に対応する板部キャビティを備え、前記樹脂を充填させる際に、前記樹脂は、前記板部キャビティの長手方向に沿って前記板部キャビティの両端側から中央に向かって流され、前記板部キャビティは、前記樹脂の充填前に前記板部キャビティ内に存在するガスが前記樹脂の充填に伴って前記パーティングラインに向かって誘導されるような前記樹脂の流速分布を形成するように構成される、射出成形体の製造方法が提供される。

本発明者は、ガス残りが生じる原因について鋭意検討を行ったところ、従来技術では、板部キャビティの厚さが板部キャビティの幅方向（長手方向に垂直な方向）に渡ってほぼ一定であるために、樹脂の流速が板部キャビティの幅方向に渡ってほぼ一定となり、その結果、成形条件にわずかな変動によって、板部キャビティ内のガスがパーティングラインに向かって押し出されないように樹脂が流れてガス残りが発生する場合があるということを発見した。

そして、この知見に基づき、樹脂の充填前に板部キャビティ内に存在するガスが樹脂の充填に伴ってパーティングラインに向かって誘導されるような樹脂の流速分布を形成するように板部キャビティを構成することによって、板部キャビティ内のガスを確実にパーティングラインに向かって誘導することができ、これによって、ガス残りの発生を抑制することができることを見出し、本発明の完成に到った。

以下、本発明の種々の実施形態を例示する。以下に示す実施形態は互いに組み合わせ可能である。
好ましくは、前記板部キャビティには、一対のパーティングラインが設けられ、前記板部キャビティは、前記パーティングラインの何れか一方から離れるに従って前記樹脂の流速が大きくなるように構成される。
好ましくは、前記板部キャビティは、一側縁と、その反対側の側縁である他側縁を有し、前記一側縁に隣接した位置に前記パーティングラインが設けられ、前記板部キャビティは、前記板部キャビティの長手方向に垂直な断面において、前記他側縁側の厚さが前記一側縁側の厚さよりも大きい。
好ましくは、前記キャビティは、前記枠部に対応する枠部キャビティを備え、前記枠部キャビティは、一対の短辺部キャビティと、一対の長辺部キャビティを備え、前記短辺部キャビティと前記長辺部キャビティが互いに連結されて前記枠部キャビティが構成され、前記板部キャビティの両端は、前記短辺部キャビティに連結されている。
好ましくは、前記一対の短辺部キャビティの間には、前記複数の板部キャビティを連結する柱部キャビティが設けられ、前記柱部キャビティの両端は、前記長辺部キャビティに連結されている。
好ましくは、前記枠部キャビティには、全周に渡って溝が設けられている。
好ましくは、前記分割金型は、前記キャビティ内に前記樹脂を流入させるためのゲートを備え、前記ゲートは、前記板部キャビティと同一面内に設けられている。
好ましくは、前記キャビティは、前記枠部に対応する枠部キャビティを備え、前記ゲートは、前記枠部キャビティに連結されている。

本発明の一実施形態の射出成形体１の斜視図である。 図１の射出成形体１を別の角度から見た斜視図である。 図３Ａは、図２中のＡ−Ａ断面図であり、図３Ｂは、板部２の端面図である。 射出成形体１の射出成形に用いる分割金型２１，２２を示す斜視図である。 分割金型２１，２２によって構成されるキャビティ１１の形状を示す斜視図である。 分割金型２１，２２を閉じた状態での図３Ａと同じ断面での断面図である。 図７Ａは、図６中の領域Ａの拡大図であり、図７Ｂは、板部キャビティ１２の斜視図である。 図８Ａは、板部キャビティ１２の厚さ方向の中央を通る断面図であり、図８Ｂは、図８Ａ中の領域Ｂの拡大図である。 従来技術の板部キャビティ１２の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。

１．射出成形体
図１〜図３Ｂに示すように、本発明の一実施形態の射出成形体１は、自動車のロアグリルであり、射出成形によって形成される。射出成形体１は、平行に延びる複数の板部２と、これらを互いに連結させる枠部３を備える。枠部３は、角が丸められた長方形状であり、一対の短辺部３ａと、一対の長辺部３ｂを備え、短辺部３ａと長辺部３ｂが互いに連結されて枠部３が構成されている。各板部２の両端は、短辺部３ａに連結されている。一対の短辺部３ａの間には、複数の板部２を連結する複数の柱部５が設けられている。各柱部５の両端は、長辺部３ｂに連結されている。複数の板部２と複数の柱部５は、格子状に配置されている。従って、本実施形態の射出成形体１は、複数の板部２と複数の柱部５によって構成される格子が枠部３内に設けられて構成されている。枠部３には、全周に渡って溝４が設けられている。

図３Ｂに示すように、板部２は、一側縁２ｆと、その反対側の側縁である他側縁２ｒを有する。射出成形体１は、一側縁２ｆ側が自動車の前面側（意匠側）に向けられて自動車に設置される。板部２は、一側縁２ｆ側での厚さＴｆが他側縁２ｒ側での厚さＴｒよりも厚くなっている。Ｔｒ／Ｔｆは、例えば、０．２〜０．９５であり、好ましくは０．５〜０．９である。この値は、具体的には例えば、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、０．９５であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。板部２がこのような形状を有することによって、射出成形体１の製造時にガス残りが発生しにくくなる。詳細は、後述する。

板部２の幅Ｗは、厚さＴｆよりも大きいことが好ましく、Ｔｆ／Ｗの値は、例えば、０．０５〜０．５であり、０．１〜０．３が好ましい。この値は、具体的には例えば、０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

２．射出成形体の製造方法
射出成形体１は、図４に示すように、一対の分割金型２１，２２を用いた射出成形によって製造される。分割金型２１，２２には、凹部２１ａ，２２ａが設けられており、図６に示すように、分割金型２１，２２が閉じられると、凹部２１ａ，２２ａによってキャビティ１１が形成される。分割金型２１，２２の当接面がパーティングラインＰＬとなる。分割金型２１には、凹部２１ａに連通するゲート１６が設けられている。射出成形体１は、ゲート１６を通じてキャビティ１１内に溶融状態の樹脂を充填した後にこの樹脂を固化させることによって形成される。

図５に示すように、キャビティ１１は、射出成形体１と同一の形状を有する。すなわち、キャビティ１１は、平行に延びる複数の板部キャビティ１２と、これらを互いに連結させる枠部キャビティ１３を備える。板部キャビティ１２及び枠部キャビティ１３は、それぞれ、板部２及び枠部３に対応する。

枠部キャビティ１３は、角が丸められた長方形状であり、一対の短辺部キャビティ１３ａと、一対の長辺部キャビティ１３ｂを備え、短辺部キャビティ１３ａと長辺部キャビティ１３ｂが互いに連結されて枠部キャビティ１３が構成されている。各板部キャビティ１２の両端は、短辺部キャビティ１３ａに連結されている。一対の短辺部キャビティ１３ａの間には、複数の板部キャビティ１２を連結する複数の柱部キャビティ１５が設けられている。各柱部キャビティ１５の両端は、長辺部キャビティ１３ｂに連結されている。複数の板部キャビティ１２と複数の柱部キャビティ１５は、格子状に配置されている。従って、本実施形態のキャビティ１１は、複数の板部キャビティ１２と複数の柱部キャビティ１５によって構成される格子が枠部キャビティ１３内に設けられて構成されている。枠部３には、全周に渡って溝１４が設けられている。短辺部キャビティ１３ａにはゲート１６が連通されている。

図７Ａに示すように、分割金型２１は、板部キャビティ１２の一側縁１２ｆ及び上面１２ｔに対応した形状を有し、分割金型２２は、板部キャビティ１２の他側縁１２ｒ及び下面１２ｂに対応した形状を有し、分割金型２１，２２が合わさって板部キャビティ１２が形成されている。上面１２ｔは、分割金型２１，２２の開閉方向Ｓに対して平行になっている。下面１２ｂは、他側縁１２ｒから離れるにつれて上面１２ｔとの間隔が広がるように傾斜している。このように板部キャビティ１２には逆テーパーになっている部位が存在しないため、射出成形体１の型抜きが容易になっている。

図７Ａ〜図７Ｂでは、分割金型２１，２２の間のパーティングラインＰＬのうち、板部キャビティ１２よりも上側の部分及び下側の部分をそれぞれパーティングラインＰＬ１，ＰＬ２と表示する。パーティングラインＰＬ１は、他側縁１２ｒに隣接した位置に設けられ、パーティングラインＰＬ２は、一側縁１２ｆに隣接した位置に設けられる。パーティングラインＰＬ１，ＰＬ２が特許請求の範囲の一対のパーティングラインに相当する。

図７Ａに示すように、板部キャビティ１２は、一側縁１２ｆ側での厚さＴｆが他側縁１２ｒ側での厚さＴｒよりも厚くなっている。Ｔｒ／Ｔｆは、例えば、０．２〜０．９５であり、好ましくは０．５〜０．９である。この値は、具体的には例えば、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、０．９５であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

板部キャビティ１２の幅Ｗは、厚さＴｆよりも大きいことが好ましく、Ｔｆ／Ｗの値は、例えば、０．０５〜０．５であり、０．１〜０．３が好ましい。この値は、具体的には例えば、０．０５、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

図７Ｂに示すように、板部キャビティ１２には、板部キャビティ１２の長手方向に沿って板部キャビティ１２の両端側から中央に向かって溶融状態の樹脂が流され、これによって板部キャビティ１２が樹脂で充填される。板部キャビティ１２内に樹脂が無い状態では、板部キャビティ１２内にはガスＧが存在しており、樹脂の充填に伴って、パーティングラインＰＬを通じてガスＧを板部キャビティ１２から排出することが必要である。

板部キャビティ１２の一端側からは、樹脂Ｒ１が矢印Ｘ１方向に流れ、板部キャビティ１２の他端側からは、樹脂Ｒ２が矢印Ｘ２方向に流れる。本実施形態では、板部キャビティ１２は、一側縁１２ｆ側での厚さＴｆが他側縁１２ｒ側での厚さＴｒよりも厚くなっているので、樹脂Ｒ１，Ｒ２は、一側縁１２ｆ側での流速が他側縁１２ｒ側での流速よりも大きい。このため、樹脂Ｒ１，Ｒ２の先端面ｆ１，ｆ２は、図７Ｂに示すように、板部キャビティ１２の長手方向に垂直な面から傾斜した状態になる。このため、先端面ｆ１，ｆ２は、一側縁１２ｆ側の接触点ＣＰで最初に接触し、その後、一側縁１２ｆ側から他側縁１２ｒ側に向かって先端面ｆ１，ｆ２の接触面が広がる。

先端面ｆ１，ｆ２の接触面が広がる際に板部キャビティ１２内のガスＧは、矢印Ｙで示すように他側縁１２ｒ側に導かれる。そして、他側縁１２ｒに隣接した位置にはパーティングラインＰＬ１が設けられているので、ガスＧは、パーティングラインＰＬ１を通じて板部キャビティ１２外に排出される。このため、本実施形態によれば、板部キャビティ１２内にガスが残留することが抑制されるので、樹脂の変質やガスの跡が射出成形体１に形成されることが抑制され、外観品質が向上する。また、他側縁１２ｒは、意匠側ではないので、仮に樹脂の変質やガスの跡が射出成形体１に形成されたとしても目立たない。

また、先端面ｆ１，ｆ２の全体が同時に接触すると、接触面の跡（ウェルド）が目立ちやすいが、本実施形態では、先端面ｆ１，ｆ２の接触面が一側縁１２ｆ側から他側縁１２ｒ側に向かって広がるので、ウェルドが目立ちにくい。

板部キャビティ１２の長手方向に対する先端面ｆ１の角度αは、４５〜８５度が好ましく、６０〜８０度が好ましい。角度αは、具体的には例えば、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５度であり、ここで例示した数値の何れか２つの間の範囲内であってもよい。

図９の従来技術に示すように、板部キャビティ１２の厚さが板部キャビティ１２の幅方向に渡ってほぼ一定である場合、板部キャビティ１２を流れる樹脂の流速もほぼ一定となる。この場合、何らかの要因で板部キャビティ１２の両側縁１２ｆ，１２ｒでの樹脂Ｒ１，Ｒ２の流速が高まると、ガスＧが板部キャビティ１２の幅方向の中央に誘導され、樹脂Ｒ１，Ｒ２によって挟まれて閉じ込められる。このような状態になると、樹脂が変質したり、ガスの跡が射出成形体１に形成されやすくなり、外観品質が低下する。本実施形態によれば、このような問題の発生が抑制される。

図８Ａ〜図８Ｂに示すように、板部キャビティ１２内に樹脂を流し込むためのゲート１６は、各板部キャビティ１２の同一面内において、枠部キャビティ１３の短辺部キャビティ１３ａに設けられている。このような位置にゲート１６を設けると、ゲート１６から流入した樹脂は、図８Ｂの矢印Ｘで示すように、溝１４を回り込むように、板部キャビティ１２の面内方向でのみ変位されて板部キャビティ１２内に注入される。板部キャビティ１２の面外方向に樹脂が変位されると、樹脂の射出圧力の損失が大きくなりやすいが、本実施形態では、樹脂が板部キャビティ１２の面内方向でのみ変位されて板部キャビティ１２内に注入されるので、射出圧力の損失が抑制される。このため、樹脂Ｒ１，Ｒ２の先端面ｆ１，ｆ２の接触面においても高い圧力が樹脂に加わるので、ウェルドが目立ちにくくなる。

本実施形態では、ゲート１６は、短辺部キャビティ１３ａにおいて前後方向の前側に偏った位置に設けられているが、ゲート１６を設ける位置は特に限定されず、前後方向の後側に偏った位置や、前後方向の中央に設けられてもよい。

本発明は、以下の態様でも実施可能である。
・上記実施形態では、板部キャビティ１２の厚さの差異によって、樹脂の充填前に板部キャビティ１２内に存在するガスが樹脂の充填に伴ってパーティングラインＰＬ１に向かって誘導されるような樹脂の流速分布を形成しているが、このような樹脂の流速分布は、別の手段によって実現してもよい。例えば、分割金型２１，２２の温度に差異を設けたり、板部キャビティ１２の内面の表面粗さに差異を設けたりすることによって、樹脂の流速に差異を形成することができる。
・上記実施形態では、一対のパーティングラインＰＬ１，ＰＬ２のうちの一方に向かってガスを誘導しているが、一対のパーティングラインＰＬ１，ＰＬ２の両方に向かってガスを誘導するような樹脂の流速分布を形成するようにしてもよい。例えば、板部キャビティ１２の幅方向の中央付近での樹脂の流速が大きく、パーティングラインＰＬ１，ＰＬ２のそれぞれに向かって樹脂の流速が小さくなるように板部キャビティ１２を構成することによってこのような流速分布を実現することができる。

１ ：射出成形体
２ ：板部
２ｆ ：一側縁
２ｒ ：他側縁
３ ：枠部
３ａ ：短辺部
３ｂ ：長辺部
４ ：溝
５ ：柱部
１１ ：キャビティ
１２ ：板部キャビティ
１２ｔ ：上面
１２ｂ ：下面
１２ｆ ：一側縁
１２ｒ ：他側縁
１３ ：枠部キャビティ
１３ａ ：短辺部キャビティ
１３ｂ ：長辺部キャビティ
１４ ：溝
１５ ：柱部キャビティ
１６ ：ゲート
２１ ：分割金型
２１ａ ：凹部
２２ ：分割金型
２２ａ ：凹部
ＣＰ ：接触点
Ｇ ：ガス
ＰＬ ：パーティングライン
ＰＬ１ ：パーティングライン
ＰＬ２ ：パーティングライン
Ｓ ：開閉方向
ｆ１ ：先端面
ｆ２ ：先端面

Claims (8)

1. 平行に延びる複数の板部と、これらを互いに連結させる枠部を備える射出成形体の製造方法であって、
   前記射出成形体は、パーティングラインによって分割される一対の分割金型内のキャビティに溶融状態の樹脂を充填した後に前記樹脂を固化させることによって形成され、
   前記キャビティは、前記板部に対応する板部キャビティを備え、
   前記樹脂を充填させる際に、前記樹脂は、前記板部キャビティの長手方向に沿って前記板部キャビティの両端側から中央に向かって流され、
   前記板部キャビティは、前記樹脂の充填前に前記板部キャビティ内に存在するガスが前記樹脂の充填に伴って前記パーティングラインに向かって誘導されるような前記樹脂の流速分布を形成するように構成され、
   前記板部キャビティは、一側縁と、その反対側の側縁である他側縁を有し、
   前記パーティングラインは、前記一側縁に隣接した位置に設けられ部位と、前記他側縁に隣接した位置に設けられた部位を有する、射出成形体の製造方法。
2. 前記板部キャビティは、前記一側縁に隣接した位置に設けられた部位と前記他側縁に隣接した位置に設けられた部位の何れか一方から離れるに従って前記樹脂の流速が大きくなるように構成される、請求項１に記載の方法。
3. 前記板部キャビティは、前記板部キャビティの長手方向に垂直な断面において、前記一側縁側の厚さが前記他側縁側の厚さよりも大きい、請求項１又は請求項２に記載の方法。
4. 前記キャビティは、前記枠部に対応する枠部キャビティを備え、
   前記枠部キャビティは、一対の短辺部キャビティと、一対の長辺部キャビティを備え、前記短辺部キャビティと前記長辺部キャビティが互いに連結されて前記枠部キャビティが構成され、
   前記板部キャビティの両端は、前記短辺部キャビティに連結されている、請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の方法。
5. 前記一対の短辺部キャビティの間には、前記複数の板部キャビティを連結する柱部キャビティが設けられ、前記柱部キャビティの両端は、前記長辺部キャビティに連結されている、請求項４に記載の方法。
6. 前記枠部キャビティには、全周に渡って溝が設けられている、請求項４又は請求項５に記載の方法。
7. 前記分割金型は、前記キャビティ内に前記樹脂を流入させるためのゲートを備え、
   前記ゲートは、前記板部キャビティと同一面内に設けられている、請求項１〜請求項６の何れか１つに記載の方法。
8. 前記キャビティは、前記枠部に対応する枠部キャビティを備え、
   前記ゲートは、前記枠部キャビティに連結されている、請求項７に記載の方法。

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